Laurea Magistrale in Bioinformatics

La laurea magistrale in Bioinformatics è volta alla formazione di un'esperienza adatta a settori specifici della Biologia, Biotecnologia e Medicina che nelle loro attività di ricerca e/o applicazione necessitano sia di informazioni contenute nelle banche dati di tipo biomedico che di metodi già esistenti o da sviluppare per l'analisi di sequenze. Oggi la ricerca biomedica e biologica necessita continuamente per il suo sviluppo e la sua programmazione di personale con una esperienza interdisciplinare in grado di trarre informazione dalle banche dati esistenti, ma anche di contribuire al loro sviluppo e crescita, al fine di salvaguardare e tramandare un patrimonio unico di informazioni a livello molecolare della nostra specie e di altre. Le applicazioni della bioinformatica sono disparate ed includono vari settori come risulta dall'insieme di laboratori che danno la loro disponibilità per la formazione di personale nelle diverse discipline.
E' possibile suddividere il corso di studi in una parte in cui si acquisiranno le basi di informatica, della programmazione, della biologia molecolare e della bioinformatica in generale, tutti volti allo sviluppo e realizzazione del progetto di tesi finale, una seconda parte altamente specializzata, in cui saranno forniti gli strumenti per comprendere e operare in campi in cui la bioinformatica è entrata a far parte in maniera massiva quali la genomica applicata, l'antropologia molecolare, la filogenetica, la proteomica e il next generation sequencing.
Le aree di apprendimento per la laurea magistrale in Bioinformatics sono pertanto suddivisibili in:
- Biologia a livello molecolare ed informatica di base: la capacità di focalizzare il problema in termini biologici e poterlo risolvere con l'ausilio del supporto informatico. Oltre ai concetti di biologia ed informatica classica sono recuperati i concetti di matematica e statistica necessari per comprendere gli strumenti della bioinformatica avanzata.
- Programmazione: Particolare importanza viene posta nella capacità di rendersi autonomi tramite lo sviluppo di tools grazie ad acquisizione di linguaggi di programmazione e ottimizzazione nell'utilizzo degli stessi.
- Bioinformatica avanzata: Capacità di applicazione degli strumenti avanzati della bioinformatica.
- Bioinformatica applicata: Capacità di problem solving tramite l'applicazione delle conoscenze e degli strumenti bioinformatici ai problemi della moderna biologia.

Le capacità di applicare le conoscenze sono acquisite attraverso esperienze maturate nei laboratori didattici e durante la preparazione della tesi di laurea in laboratori di ricerca nazionali ed internazionali.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE (KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING)

Il laureato magistrale ha una buona conoscenza e comprensione delle tematiche di interesse biologico e computazionale in particolare nell'ambito molecolare. In particolare:

- conosce i principali strumenti matematici, statistici, informatici, fisici e chimici;
- possiede una buona conoscenza della biologia di base e delle sue applicazioni, in particolare nell'ambito molecolare;
- conosce e comprende i principali processi biologici a livello molecolare.
- ha padronanza delle tecniche di programmazione e delle metodiche sperimentali nel settore informatico;
- possiede buone conoscenze informatiche nell’ambito delle reti neurali, l'intelligenza artificiale, il soft computing, la simulazione computazionale, la grafica computazionale, l'interazione utente-elaboratore e i sistemi multimediali.
- possiede una buona conoscenza della biologia moderna, della genomica funzionale e dell’ingegneria genetica a livello proteico e cellulare.

Tali conoscenze sono conseguite mediante la partecipazione a lezioni frontali e corsi di laboratorio, sostenuti da una attività di tutorato oltre che dallo studio individuale dello studente. La verifica del raggiungimento dei risultati di apprendimento avviene principalmente attraverso le seguenti modalità: esami di profitto svolti in forma orale e/o scritta, relazioni di risultati di attività di laboratorio e/o di tirocinio e prova finale. Gli ambiti interessati sono quelli delle discipline di base matematiche, fisiche e informatiche, chimiche e biologiche, delle discipline caratterizzanti della biologia computazionale e di sistema, della bioinformatica, delle scienze omiche e dell'intelligenza artificiale, nonché le attività formative affini o integrative mirate a completare la formazione prevalentemente negli ambiti professionalizzanti ed il tirocinio curriculare.

Il laureato magistrale è capace di applicare le conoscenze in ambito biologico ed informatico allo studio dei processi molecolari e all'analisi dei relativi dati sperimentali. In dettaglio:

- sa stabilire relazioni tra genotipo e fenotipo nell’ambito della genomica funzionale e biologia di sistema;
- sa consultare e analizzare dati, come ad esempio i quelli prodotti da esperimenti di microarrays e di deep sequencing;
- è in grado di utilizzare e sviluppare strumenti informatici per la risoluzione di problemi di interesse biomedico;
- sa applicare le metodiche di analisi acquisite nell’ambito della implementazione e gestione di banche dati di tipo biologico e dell’analisi di biosequenze, protein modelling e drug design;
- è in grado di utilizzare strumenti per l’analisi e l’interpretazione di dati generati da esperimenti di genomica, proteomica, interomica, reactomica, metabolomica e systems biology;
- sa applicare il metodo scientifico e redigere rapporti tecnico-scientifici in lingua inglese nell’ambito dell'attività di ricerca.

Gli strumenti didattici finalizzati al raggiungimento delle capacità di applicare le conoscenze includono le attività di laboratorio, la rielaborazione e presentazione di testi scientifici e lo sviluppo di progetti individualmente o per gruppi ristretti di studenti. Le modalità di verifica includono prove scritte e/o colloqui individuali.

Il laureato magistrale:
- è in grado di formulare giudizi personali su problemi ed applicare tecnologie per la loro soluzione, sviluppare progetti bioinformatici su tali giudizi;
- è capace di formulare riflessioni su importanti questioni legate a temi quali la bioetica, la genetica, la biologia moderna e la medicina personalizzata;
- possiede capacità di analisi e di sintesi dei problemi di carattere biologico;
- è in grado di applicare il metodo scientifico e di riconoscere gli elementi di innovazione in un progetto di ricerca e sviluppo nel campo della biologia e dell'informatica applicata alla biologia;
- è capace di ragionare in modo critico e di valutare i risultati della ricerca per razionalizzarli in un modello interpretativo;
- è in grado di lavorare in modo autonomo nell'esecuzione dei protocolli sperimentali su problemi di natura biologica;
- possiede capacità di problem solving.

L'autonomia di giudizio è stimolata nello studente dall'interazione con i docenti, mediante la lettura critica di articoli e reviews ed attraverso la preparazione del progetto che discute nella prova finale. La valutazione dell'autonomia di giudizio è effettuata attraverso attività seminariali, journal club, un colloquio che valuta le abilità acquisite durante il percorso formativo ed infine con la discussione del lavoro di tesi.

Il laureato magistrale:
- possiede capacità relazionali e di comunicazione (capacità di comunicare informazioni, idee, problemi e soluzioni) che gli permettono di lavorare anche in contesti internazionali;
- ha un'ottima padronanza della lingua inglese (almeno equivalente a un B2) ed è in grado di affrontare con successo una conversazione tecnica su argomenti in ambito bioinformatico;
- ha propensione al lavoro di gruppo e sa interagire con soggetti e professionalità diverse dalla sua.

Le abilità comunicative sono coltivate e verificate attraverso le attività seminariali, durante la preparazione della tesi di laurea con presentazione periodiche al relatore del lavoro di ricerca svolto e dei risultati ottenuti, mediante un colloquio prima della prova finale, nonché con la presentazione e discussione della prova finale.

Il laureato magistrale:
- è in grado di continuare a studiare in modo autonomo al fine di adeguarsi ai rapidi cambiamenti tecnologici nel settore della bioinformatica;
- sviluppa uno standard di apprendimento tale da consentire una piena autonomia per svolgere il dottorato di ricerca o un master universitario di II livello;
- è capace di lavorare in modo autonomo.

La capacità di apprendimento viene conseguita dallo studente nel percorso di studi nel suo complesso ed in particolar modo attraverso lo studio individuale, mediante la stesura di progetti individuali, la correzione da parte del tutor degli elaborati stessi e dallo svolgimento del lavoro di tesi.

La capacità di apprendimento viene valutata attraverso forme di verifica continue, con riguardo particolare all'abilità di rispettare le scadenze, all'impegno nella presentazione di dati reperiti autonomamente e alla progettualità dimostrata durante l'elaborazione della prova finale.

Funzione in un contesto di lavoro

Il ruolo del Bioinformatico è quello di applicare le tecniche e le tecnologie informatiche al campo della biologia, biotecnologia e medicina, per analizzare e descrivere sistemi biologici molto complessi, oppure per vagliare grandi quantità di dati in poco tempo o ancora per sviluppare nuovi metodi per l'analisi dei dati nei settori indicati. La figura professionale del Bioinformatico può svolgere le seguenti funzioni: - gestisce ed implementa banche dati di tipo biologico; - gestisce ed analizza DNA genomico umano, tenendo conto della riservatezza del dato, RNA e proteine a fini dignostici; - gestisce servizi negli ambiti connessi con le biotecnologie industriali, come nei laboratori di analisi di certificazione e di controllo biologico, nei servizi di monitoraggio ambientale, nelle strutture del servizio sanitario nazionale; - gestisce e progetta tecnologie innovative nel campo della informatica applicata alla medicina e biologia (creazione e gestione di banche dati di tipo medico e biologico, accesso alle banche dati, ricerca in banche dati); - applica le metodiche bioinformatiche in svariati settori della biologia e medicina a livello molecolare. - promuove e sviluppa l'innovazione scientifica e tecnologica sia negli enti di ricerca che nel contesto industriale; - effettua consulenze per enti ospedalieri, industrie biotecnologiche ed aziende farmaceutiche.

Competenze associate alla funzione

Per lo svolgimento delle funzioni descritte al Bioinformatico sono richieste le seguenti competenze e abilità: - è in grado di consultare banche dati di tipo biologico pubbliche e private e di svilupparle in house quando necessario; - stabilisce correlazioni tra geni e malattie e contribuisce allo sviluppo di modelli per la comprensione della relazione tra genotipo e fenotipo; - è in grado di gestire ed analizzare i dati di centri diagnostici che utilizzano screening molecolari; - partecipa alla pianificazione di progetti in ambito medico sanitario, biotecnologico e biologico; - è in grado di sviluppare software specifico per la caratterizzazione di sistemi complessi di tipo biologico; - è in grado di sviluppare soluzioni personalizzate per problemi specifici in biologia molecolare e sistemica. - è in grado di collaborare e condividere risultati e informazioni con altre figure professionali come il biologo o l'informatico; - ha propensione al lavoro di gruppo, capacità di lavorare per obiettivi, buone doti di comunicazione; - ha buona attitudine a lavorare in un contesto internazionale e a relazionarsi con persone di diversa provenienza culturale.

Sbocchi occupazionali

I possibili sbocchi professionali del Bioinformatico sono presso: - Centri di calcolo - Laboratori operanti nel campo biomedico, biotecnologico, biofarmaceutico, biologico-molecolare, medicina personalizzata, agroalimentare, farmacologico, ambientale e bio-nanotecnologico - Enti ospedalieri - Industrie agro-alimentari - Industrie farmaceutiche - Industrie chimiche - Istituti pubblici e privati ed enti di ricerca.